双限比较器与滞回比较器设计与仿真模电课设

1、目录1. 课程设计的目的与作用21.1课程设计目的1.2课程设计作用2. 设计任务及所用multisim 软件环境介绍32.1课程设计的任务与要求3课程设计的任务3课程设计的要求32.2 multisim 软件环境介绍，3. 电路模型的建立54. 理论分析及计算64.1 双限比较器电路的设计分析及计4.2 滞回比较器电路的设计分析及计5. 仿真结果分析85.1双限比较器电路的multisim仿真结果分析85.2滞回比较器电路的 multisim 结果仿真分析86. 设计总结97. 参考文献101课程设计的目的与作用1.1课程设计的目的模拟电路课程设计是模拟电子技术课程重要的实践性教学环节，是对

2、学生学习模拟电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一个或两个课题的 设计、安装和调试来完成的。通过模拟电路课设要求学生：1、根据给定的技术指标，从稳定可靠、使用方便、高性能价格比出发来选择 方案，运用所学过的各种电子器件和电子线路知识，设计出相应的功能电路。2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法。5、进一步数以电子仪器的使用方法。6、学会撰写课程设计总结报告。7、培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度1.2课程设计的作用学生运用所学的知

3、识，动脑又动手，在教师指导下，结合某一专题独立地开展 电子电路的设计与实验，培养学生分析、解决实际电路问题的能力。该课程的任 务是使学生掌握模拟电子技术方面的基本概念、基本原理和基本分析方法，重点培养学生分析问题和解决问题的能力，初步具备电子技术工程人员的素质，并为 学习后继课程打好基础。课程设计是模拟电子技术基础课程的总结性教学环节， 会培养学生综合运用 本门课程及有关选修课的基本知识去解决某一实际问题的训练， 加深课程知识的 理解。在真个教学计划中，它起着培养学生独立工作能力的重要作用。 设计和实 验成功的电路可以直接在产品中使用。2设计任务及所用multisim 软件环境介绍2.1课程设

4、计的任务与要求课程设计的任务1、双限比较器电路设计、分析、仿真2、滞回比较器电路设计、分析、仿真课程设计的要求1、设计一个双限比较器电路，了解双限比较器电路的组成，理解工作原理，并 对仿真电路图进行分析，了解传输特性及门限电平。2、设计一个滞回比较器电路，了解滞回比较器电路的组成，通过仿真电路图分 析测得其输入输出波形，估算滞回比较器两个门限电平的值。3、熟练掌握双限比较器和滞回比较器的应用，学会对反馈电路的分析。2.2multisim软件环境介绍Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，Multisim 是一个完整的

5、集成化设计环境。Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论 教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正 属于自己的仪表。Multisim软件特点(1)直观的图形界面：整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似， 测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。(2) 丰富的元器件库：Multisim 大大扩充了 EWB勺元器件库，包括基本元件、半导体器件、运算

6、放大器、TTL和CMO数字IC、DAC ADC及其他各种部件，且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型，还可 通过liT公司或其代理商获得元件模型的扩充和更新服务。(3) 丰富的测试仪器：除EW具备的数字万用表、函数信号发生器、 双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪外， Multisim 新增了瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪。尤其与 EWBf同的是：所有仪器均可多台同时调用。(4) 完备的分析手段：除了 EW提供的直流工作点分析、交流分析、 瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、参数扫描分析、温度扫描分 析、极点一零点分析、传输函数分析、灵敏度分析

7、、最坏情况分析和蒙特卡 罗分析外，Multisim 新增了直流扫描分析、批处理分析、用户定义分析、 噪声图形分析和射频分析等，基本上能满足一般电子电路的分析设计要求。(5) 强大的仿真能力：Multisim既可对模拟电路或数字电路分别进行仿 真，也可进行数模混合仿真，尤其是新增了射频(RF)电路的仿真功能。仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打 印。3电路模型的建立RL1k|?图3-1.双限比较器电路图3-1所示，电路中有两个集成运放A 1和A 2,输入电压u I各通过一 个电阻R分别接到A 1的同相输入端和的A 2反相输入端，两个参考电压U REF1和U REF

8、2分别加在A 1的反相输入端和A 2的同相输入端，其中U REF1 >U REF2 A 1和A 2的输出端各通过一个二极管，然后连接在一起，作为 双限比较器的输出端。图3-2.滞回比较器电路图3-2所示，输入电压经电阻R 1加在集成运放的反相输入端，参考 电压经电阻R 2接在同相输入端，此外从输出端通过电阻RF引回同相输入端。电阻R和背靠背稳压管VD Z的作用是限幅，将输出电压的幅度限制在 正负U乙4理论分析及计算4.1双限比较器电路的设计分析及计算如果u I vu REF2当然更满足u I vu REF) 则A 1输入低电平，A 2 输出高电平，此时二极管VD 1截止，VD 2导通，输

9、出电压u 0为高电平。如果u> I UREF1当然更满足u I >U REF2，则A 1输入高电平，A 2 输出低电平，此时二极管VD 1导通，VD 2截止，输出电压u 0也是高电平。只有当U REFMu I vu REF1时，集成运放A 1和A 2均输出低电平， 二极管VD 1和VD2均截止，则输出电压U 0为低电平。4.2滞回比较器电路的设计分析及计算在集成运放反相输入端与同相输入端电位相等，即u-= U +时，输出端的状态即将发生跳变。其中u - = U IU +则由参考电压U REF及输出电压U 0二者共同决定，而U 0有两种可能的 状态：+UZ或-U乙 由此可见，使输出电

10、压+UZ由跳变为-U乙 以及由-U Z跳变为+U Z所需的输入电压值是不同的。这种比较器有两种不同的门限电 平，故传输特性呈滞回形状。估算滞回比较器两个门限电平的值。利用叠加原理可求得同相输入端的 电位为?+ =RFU REF+RF + R2R2RF + R2Uo若原来Uo=+U乙当u I逐渐增大时，使u 0从+UZ跳变为-UZ所需的门限电平用U T+表示，由上式可知U T+=RFRF + R2U REF+R2RF + R2UZ若原来的Uo=- U乙当u I逐渐减小时，使u 0从-UZ跳变为+U Z所需的门限电平用U T-表示，则U T-=RFRF + R2U REF-R2RF + R2UZ上

11、述两个门限电平之差称为门限宽度或回差，用表示 U T表示,由以上两式可以求得2R2UT+=UT+ -U T- =UZRF+ R2由上式可见，门限宽度 UT的值取决于稳压管的稳定电压 UZ以及电阻R2和R F的 值，但与参考电压 UREF无关。改变U REF的大小可以同时调节两个门限电平 UT+和 U T-的大小，但二者之差UT不变。也就是说，当U REF增大或减小时，滞回比较器的传输特性将平行的左移或右移，但只会曲线的宽度将保持 不变。5仿真结果分析5.1双限比较器电路的 multisim 仿真结果分析5.2滞回比较器电路的 multisim 仿真结果分析由图可以看出，当输出波形发生跳变时，输

12、入波形的示数分别是4.8V和2.4V，这两个示数即为滞回比较器的两个门限电平 UT+和 UT-。6设计总结我在这次课程设计中可以说是受益匪浅，不仅打字技术提高了好多，将书本 上的理论知识进行了深入理解，更重要的是明白了实践的重要性。 要想设计出一 个较好的电路，光靠书本上的知识还远远不够，要结合实际情况全方面的去思考， 经过多次不断修改验证后使其达到需要的性能指标。在设计的过程中方案的选择尤为重要，不仅要考虑到是否满足设计的性能指标，还要尽量使其电路结构简单。 设计的过程中难免会遇到许多问题， 这时则需要我们开动脑筋，查阅资料，结合 所学知识去分析解决问题。课程设计不仅是一门任务，更多的是教会

13、我们怎样灵 活运用书本上所学的知识，培养我们善于调查研究，勤于创造思维，勇于大胆开 拓的自主学习和工作作风。通过对Multisim的仿真设计双限发生器电路及滞回比较器电路，基本掌握 了 Multisim 软件的基本使用方法，能在multisim 环境下建立电路模型，能进行 正确的仿真，且能对仿真结果进行正确的分析。通过本次课程设计，提高了动手 能力，并且对双限比较器及滞回比较器还有反馈有了深刻的认识。在课程设计过程中，不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节， 本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成 了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导和同学的帮助下，终于游逆而 解。在今后社会的发展和学习实践过程中，我也一定要不懈努力，不